オーステナイト系ステンレス鋼溶接部における機械加工時に発生する残留応力分布の解析的検討

Analytical evaluations of residual stress distributions generated by surface machining in austenitic stainless steel welded joints

伊原 涼平*; 勝山 仁哉  ; 鬼沢 邦雄 ; 橋本 匡史*; 三上 欣希*; 望月 正人*

Ihara, Ryohei*; Katsuyama, Jinya; Onizawa, Kunio; Hashimoto, Tadafumi*; Mikami, Yoshiki*; Mochizuki, Masahito*

近年、Type316Lステンレス鋼製の炉心シュラウドや再循環系配管の溶接部近傍において応力腐食割れが顕在化している。このような非鋭敏化材における応力腐食割れの発生及び進展の評価に対しては、溶接や機械加工により生じる残留応力分布が重要である。本研究では、溶接部において機械加工により生じる残留応力分布を、機械加工の速度を変化させた数値解析により評価した。その結果、速度の増加に伴い表面の残留応力は増加する傾向があるものの、硬化層はいずれも表面から0.2mm程度と狭いことが示された。

Stress corrosion cracking (SCC) has been observed near the weld zone of core shroud and recirculation pipes made of Type316L stainless steel. Residual stress distribution generated by welding and/or surface machining is very important for the evaluation of occurrence and propagation of SCC in such a non-sensitized material. In this work, residual stress distribution due to surface machining at the piping-weld has been evaluated by numerical simulations with the cutting speed varied. Analysis results showed that the thickness of hardened layer due to surface machining was limited only to a thin area of 0.2 mm, although higher cutting speed caused higher residual stress at the surface.